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单层索膜结构，由索和膜两大块组成。比个例子，一把雨伞，伞骨好比索，伞面好比膜，伞骨伞面构成一个类似的索膜结构。当然，体育场的单层索膜要复杂得多。从观众看台往上看，体育场屋面为拉索固定的张拉膜结构，一个位于中心的张力环，和呈放射状的辐条结构，共同支撑起屋面。这是世界上最大跨度的异形单层索膜结构体系，难度系数五星以上，在国际建筑史上都是第一个案例！体育场屋面索膜，严格按照50年使用年限选材，“索”从瑞士全进口，“膜”由美国全进口，密闭性极高，能有效防止雨水的腐蚀。

屋面结构施工时，先由80根外倾V形钢柱及压环梁组成支撑体系。然后，在场地内组装径向索及环向索，同时在压环梁上部安装提升设备，通过牵引径向索带动提升环索完成索体张拉。随后，安装支撑膜的钢管拱，完成上部膜结构施工。现有的体育场馆，多以重屋面为主，以抵抗风吸力。而体育中心体育场，仅采用单层膜材，力求屋面轻盈、简洁、美观。整个膜屋面，由40个膜单元组成，最大单元面积1200㎡，总面积约31900㎡。以往建筑工程中，单层索膜结构的跨度都在100m左右。而这座体育场，马鞍形曲面，最大高差25m，最大跨度提高到260米，施工难度之大无法想象！

马鞍形的空间钢结构，柔性的索网体系，大面积张拉状态的膜材屋面，组成的这个巨无霸体育场，如何保证安装尺寸精度，是施工的一项重大难点。